专利名称：一种拆分卤代α-氨基酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种高光学纯度的卤代α-氨基酸的生产工艺。具体的说，本发明涉及利用青霉素酰化酶催化水解消旋卤代α -氨基酸衍生物进行对映体拆分，得到相应的光学纯的卤代α-氨基酸的工艺方法。
背景技术：
卤代α-氨基酸是含有氨基的有机酸，绝大多数都具有两种互成镜像的对映体L-卤代α -氨基酸和D-卤代α -氨基酸。光学活性的L-卤代α -氨基酸和D-卤代α -氨基酸具有生理活性，是手性医药、农药或其它手性精细化工产品的合成中间体，因此，工业上需要从这些混旋氨基酸中获得一种或另一种选光活性的对映体。L-氯代丙氨酸是L-卤代α-氨基酸的一种，它是具有生理活性的氨基酸，通过它可以低成本的合成L-丝氨酸、L-环丝氨酸、D-半胱氨酸等重要手性药物中间体，同时它也是合成其它手性农药、杀虫剂、食品添加剂等的重要中间体，在构建非天然氨基酸方面有重要的应用。L-氯代丙氨酸是非蛋白源氨基酸，不能象大多数天然L-氨基酸一样采用发酵法生产。L-氯代丙氨酸的制备可由3-氯-2-氧代丁酸为底物通过酶法转化而得到，但底物成本较高。其化学合成也可通过丙氨酸的光化学氯代而得，因同时伴有二氯代或三氯代产物，所以分离纯化十分困难。也有通过丝氨酸酯化，再与五氯化磷反应而得，此法由于丝氨酸的高价位，因而十分不经济。.
L-4-溴-2-氨基丁酸是化学合成S-腺苷蛋氨酸及其氮类化合物的重要中间体，也可作为制备L-硒代蛋氨酸和一些非天然氨基酸的前体。制备L-4-溴-2-氨基丁酸的方法有很多报道，主要以L-焦谷氨酸、L-蛋氨酸以及α -溴代-Y - 丁内酯等原料经多步反应制得。关于L-卤代α -氨基酸的制备，文献报道的方法主要有诱导结晶法、化学拆分法、不对称转换法、生物法等。化学拆分法主要是利用手性的拆分试剂与DL-卤代α -氨基酸形成非对映体盐，通过分级结晶将其分开，非对映体盐通过用酸或碱中和反应脱掉拆分试剂，得到光学活性的卤代α-氨基酸。化学拆分法得到的产物收率和光学纯度不够高，并且手性拆分试剂价格昂贵，限制了大规模工业化生产。不对称转化法作为光学活性化合物的一种新的拆分方法，通过不对称转换由外消旋体直接制备L-卤代α-氨基酸。但化学不对称合成采用价格昂贵的手性源、手性助剂或手性催化剂，拆分工艺路线复杂、生产成本高。生物法生产光学活性卤代α -氨基酸可以弥补化学方法的不足，很多具有光学活性的氨基酸都可以通过酶催化反应来实现。国内一些生产商采用猪或牛肾L-氨基酰化酶制备D-氨基酸，但酶源有限，生产成本高。微生物降解法采用微生物酶或整细胞为生物催化剂降解DL-氨基酸中的L-对映体，D-氨基酸保留。该法的缺点是D-氨基酸的理论产率仅为50%，光学纯度很难达到高要求。D-氨基酸转氨酶法以难于制备的酮酸为原料，价格昂贵的D-氨基酸为氨供体，制备成本非常闻。何伟彪等人化学试剂，2008年，30 (2)，第117 119页采用L-蛋氨酸为起始原
料，通过甲基化、水解、脱水等3步反应，得到目标化合物L-4-溴-2-氨基丁酸:
权利要求
1.一种拆分卤代α -氨基酸的方法，其特征在于:该方法是将卤代Ct-氨基酸N酰化后，选择性地将一种构型的N酰化氨基酸的酰基水解，而它的对应体不发生酰基水解反应，分离，得到相应的光学纯的卤代α-氨基酸；然后，再将它的对应体N-酰化卤代α-氨基酸的酰基水解，得到相应的具有相反构型的另一种光学纯的卤代α-氨基酸。
2.根据权利要求1所述的拆分卤代α-氨基酸的方法，其特征在于:它是通过氨基酰化酶专一性水解S构型N-酰基-卤代α -氨基酸的酰胺基，生成游离的S-卤代α -氨基酸，而R构型的N-酰基-卤代α-氨基酸的酰胺基不被水解而实现拆分消旋的卤代α-氨基酸，分别得到S-构型和R构型的卤代α -氨基酸的方法；其中所述的氨基酸酰化酶是游离或固定化的青霉素酰化酶。
3.根据权利要求1-2任一项所述的拆分卤代α-氨基酸的方法，其特征在于:所述的卤代α-氨基酸具有以下结构:
4.根据权利要求3所述的拆分卤代α-氨基酸的方法，其特征在于:所述卤代α-氨基酸转化成具有以下结构的N-酰基-卤代α -氨基酸作为拆分的底物:
5.根据权利要求4所述的拆分卤代α-氨基酸的方法，其特征在于包括以下步骤: a、合成消旋体化合物N-酰化卤代α-氨基酸； b、pH为7.0-8.5条件下，20-40°C温度，在10_200mM的硼酸或磷酸缓冲含水介质中，用青霉素酰化酶水解反应10-1000分钟，以起始氨基酸总量计，使用酶量是每毫摩尔底物为1-100单位。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于分离S-卤代α-氨基酸和R-酰基-卤代α -氨基酸。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于可采用过滤、提取、色谱或结晶的方法进行所述S-卤代α -氨基酸和R-酰基-卤代α -氨基酸的分离。
8.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于由R-酰基-卤代α-氨基酸进行水解，得到对应的R-卤代α -氨基酸。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于R构型N-酰基-卤代α-氨基酸于酸性条件下，50-100°C水解10-1000分钟，得到R-卤代α -氨基酸。
全文摘要
本发明涉及一种拆分卤代α-氨基酸的新方法，它是将卤代α-氨基酸N酰化后，通过选择合适的酶，高选择性地将其中一种构型的N-酰化α-氨基酸的酰基水解，而它的对应体不发生酰基水解反应，然后根据卤代α-氨基酸和N-酰基卤代α-氨基酸的差异进行分离，进而得到光学纯的卤代α-氨基酸，光学纯的N-酰基卤代α-氨基酸在经过化学水解得到相对应的光学纯的卤代α-氨基酸。本发明方法稳定、环保、安全，生产条件温和，光学纯度高达99.9％，生产成本低。此方法为高光学纯度的卤代α-氨基酸的工业化生产提供了一种新的途径。
文档编号C12P13/04GK103074409SQ20111032657
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者敬炳文, 李翠容, 赵正达 申请人:张家港九木科技有限公司, 盐城市东港药物化工发展有限公司